분자, 흡수, 그리고 밝혀낸 사람들

소화관은 하루에 음식, 음료, 소화액을 합쳐 10 L까지 처리하지만, 큰창자까지 가는 양은 1 L가 안 됩니다.

큰 분자를 작은 분자로

빵 한 조각, 달걀 하나, 그리고 버터 한 조각은 서로 전혀 달라 보이지만, 소화는 이들을 모두 같은 방식으로 다룹니다. 바로 큰 분자를, 창자 벽을 통과할 수 있을 만큼 작은 기본 단위로 잘라 내는 것입니다. NIDDK는 소화가 일으키는 세 가지 주요 변화를 꼽습니다. 첫째로 탄수화물은 단순당(simple sugar)으로 분해됩니다. 둘째로 단백질은 아미노산(amino acid)으로 분해됩니다. 셋째로 지방은 지방산(fatty acid)과 글리세롤(glycerol)로 분해됩니다.

영양소의 무리마다 분해가 시작되는 자리는 서로 다르지만, 마무리되는 자리는 같습니다. 예를 들어 녹말의 소화는 입 안에서 침 아밀레이스로 시작되고, 그 뒤 작은창자에서 이자 아밀레이스가 이어받아 계속됩니다. 단백질의 소화는 위에서 펩신으로 시작되고, 그 뒤 작은창자에서 트립신과 다른 이자 효소들이 이어받아 계속합니다. 지방의 소화는 위에서 혀 지방분해효소의 작용으로 아주 조금 시작될 뿐이고, 지방 소화의 대부분은 작은창자에서 일어납니다. 작은창자에서는 쓸개즙이 먼저 지방을 유화하고, 이자 지방분해효소가 지방을 쪼갭니다. 탄수화물과 단백질이 분해되는 마지막 단계는 창자 벽의 바로 그 솔가장자리(brush border)에서 일어나는데, 이곳에서는 소화 효소들이 미세융털의 세포막에 단단히 붙박여 있습니다.

창자를 떠나는 두 갈래 길

창자 벽으로 흡수된 영양소는 서로 다른 두 갈래 길로 갑니다. 그중 단순당과 아미노산은 글리세롤, 일부 비타민, 염류와 함께 융털 속의 모세혈관(blood capillary)으로 들어가고, 간문맥계(hepatic portal system)를 거쳐 간으로 갑니다. 간은 이 영양소들을 저장하고 처리했다가, 몸에서 필요할 때 다시 내보냅니다. 반면 지방산과 기름에 녹는 지용성 비타민은 모세혈관 대신 암죽관(lacteal)으로 들어가, 한동안 림프를 타고 이동하다가 나중에야 혈액에 합류합니다. OpenStax 교과서는 이 흡수 과정이 얼마나 빈틈없이 이루어지는지를 몇 가지 숫자로 보여 줍니다. 먼저 단백질은 거의 전부인 95~98%가, 지질은 약 95%가 작은창자에서 소화되고 흡수됩니다. 또 작은창자는 단순당을 1시간에 약 120 g씩 흡수할 수 있는 것으로 추정됩니다.

어떻게 알아냈을까

지금까지 본 내용의 상당 부분은 두 세기에 걸쳐 이어진 꼼꼼한 실험들을 통해 하나씩 밝혀졌습니다. 여러분은 위를 다룬 단원에서 윌리엄 보몬트를 이미 만났습니다. 그가 1833년에 펴낸 책은 알렉시 생마르탱의 위로 한 실험 238개를 담았고, 위에서 일어나는 소화가 화학적 과정인지 아닌지를 두고 이어지던 물음에 답을 내렸습니다. 19세기 후반에는 러시아의 생리학자 이반 파블로프(Ivan Pavlov)가 개를 대상으로 실험하면서, 소화샘을 조절하는 신경을 연구했습니다. 그는 이런 소화의 생리에 관한 연구로 1904년 노벨 생리의학상을 받았습니다.

20세기 후반에 들어서도 놀랄 만한 일은 여전히 있었습니다. 노벨위원회가 나중에 쓴 설명에 따르면, 1982년 무렵에는 스트레스와 생활 습관이 소화성 궤양(peptic ulcer)의 주된 원인으로 여겨졌습니다. 오스트레일리아 퍼스에서 일하던 병리학자 로빈 워런(Robin Warren)은 자신이 조직 검사를 한 환자의 절반쯤에서 위 아랫부분에 작고 휘어진 세균이 사는 것을 보았고, 그 세균 바로 가까이에는 언제나 염증의 흔적이 함께 보였습니다. 그는 젊은 의사 배리 마셜(Barry Marshall)과 함께 환자 100명의 조직을 연구했습니다. 마셜은 그때까지 알려지지 않았던 이 세균을 실험실에서 배양하는 데 성공했고(이 세균에는 나중에 헬리코박터 파일로리라는 이름이 붙었습니다), 그리고 두 사람은 위에 염증이나 궤양이 있는 환자 거의 모두에게서 이 세균을 찾아냈습니다. 그 공로로 두 사람은 2005년 노벨 생리의학상을 함께 받았습니다. 이 이야기는 몸에 대해 오랫동안 단단히 굳어진 생각도, 누군가 자세히 들여다보면 바뀔 수 있다는 것을 보여 줍니다.

이 내용은 몸의 구조와 작동을 배우기 위한 교육 자료입니다. 의학적 조언이 아니며 진단이나 치료에 쓰지 않습니다.